第五章_结构吊装工程.ppt

第五章结构安装工程,学习要求：了解结构安装工程常用起重机械的类型、型号、构造及工作原理,重点掌握履带式起重机的构造、特点起重参数及相互关系，能正确地选择其型号；熟悉单层工业厂房结构安装的全过程，掌握单层工业厂房结构构件的安装工艺、安装方法；熟悉装配式结构的安装方案和安装方法；掌握结构安装的质量要求及安全措施。,一、索具设备,第一节起重机具与设备,（一）卷扬机：可分手动卷扬机和电动卷扬机。,选用卷扬机的主要技术参数是卷筒牵引力、钢丝绳的速度和卷筒容绳量。,（二）钢丝绳：钢丝绳是起重机械中用于悬吊、牵引或捆缚重物的挠性件。,钢丝绳在选用时应考虑多根钢丝的受力不均匀性及其用途，钢丝绳的允许拉力Fg按下式计算：,式中:：换算系数（考虑钢丝受力不均匀性）;K安全系数;,起重机具与设备,（三）锚碇,一般有桩式锚碇和水平锚碇两种。,锚碇的设计,1、锚碇的稳定性计算,2、侧向土壤强度,起重机具与设备,（b）水平锚固法,（a）螺栓锚固法,（c）立桩锚固法,（d）压重锚固法,二、起重机械,分为独脚把杆、人字把杆、悬臂把杆和牵缆式桅杆起重机。,由把杆、起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成。,由两根圆木或两根钢管以钢丝绳绑扎或铁件铰接而成。,起吊构件的活动范围小。,（一）桅杆式起重机,优点：,缺点：,侧向稳定性较好，缆风绳较少；,2人字把杆：,1.独脚把杆：,起重机具与设备,在独脚把杆的中部或2/3高度处装上一根起重臂，即成悬臂把杆。,3悬臂把杆：,在独脚把杆的下端装上一根可以360回转和起伏的起重杆而成。,该起重机起重量可达600kN，起重高度可达80m，其缺点是缆风绳较多。,4.牵缆式桅杆起重机：,起重机具与设备,（二）自行式起重机,分为履带式起重机和轮胎式起重机。,履带式起重机由底盘、机身和起重臂三部分组成。,是一种具有履带行走装置的转臂起重机。其起重量和起重高度较大。,缺点：,1、履带式起重机,自重大，行走速度慢，远距离转移时需要其他车辆运载。,起重机具与设备,汽车起重机是一种将起重作业部分安装在汽车通用或专用底盘上、具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。,不采用汽车底盘，设计轴距较小的专门底盘上装有可伸缩的支腿。,主要技术性能有最大起重量、整机质量、吊臂全伸长度、吊臂全缩长度、最大起升高度、最小工作半径、起升速度、最大行驶速度等。,2、汽车起重机,3、轮胎起重机,起重机具与设备,（三）塔式起重机,有竖立的塔身，吊臂安装在塔身顶部形成T形工作间,由塔身、底架、塔顶、塔帽、行走机构及电气系统等组成。,具有较大的工作范围和起重高度。广泛用于高层建筑。,固定式、轨道式、爬升式和附着式等。,1、轨道式起重机,特点,分类,特点：,可带重物行走，工作范围大。,主要性能：,吊臂长度、起重高度、起重量、起升速度以及行走速度等。,构成：,起重机具与设备,通常安装在建筑物的电梯井特设的开间内，随结构的升高而升高。,2、爬升式起重机,工作幅度、起重量、起升速度，爬升高度等。,司机作业往往不能看见起吊全过程，主要靠信号指挥，建筑物要进行设计，且拆卸复杂。,起重机以建筑物作支撑，塔身短，起重高度大，而且不占建筑物的外围空间。,优点：,缺点：,技术性能：,起重机具与设备,3、附着式起重机,吊臂长度、工作半径、最大起重量、附着式最大起升高度、起升速度，爬升高度等。,直接固定在建筑物或构筑物近旁的砼基础上，随结构的升高不断自行接高塔身。,特点：,技术性能：,多为小车变幅，司机能看见起吊全过程，自身拆卸不妨碍施工过程。,起重机具与设备,龙门架是一种最常用的垂直起吊设备。龙门架通常设于构件预制场吊移构件；或设在桥墩顶、墩旁安装大梁构件。常用的龙门架种类有钢木混合构造龙门架、拐脚龙门架和装配式钢桥桁节（贝雷）拼制的龙门架。,（四）其他形式的起重机,1龙门架（龙门扒杆、龙门吊机）,2浮吊,在通航河流上建桥，浮吊船是重要的工作船。常用的浮吊有铁驳轮船浮吊和用木船、型钢及人字扒杆等拼成的简易浮吊。我国目前使用的最大浮吊船的起重量已达5000kN。,起重机具与设备,缆索起重机是由主索、天线滑车、起重索、牵引索、起重及牵引绞车、主索地锚、塔架、风缆、主索平衡滑轮、电动卷扬机、手摇绞车、链滑车及各种滑轮等部件组成。,3缆索起重机,缆索起重机适用于高差较大的垂直吊装和架空纵向运输，吊运量从数十吨至数百吨，纵向运距从几十米至几百米。,起重机具与设备,4货运电梯,安装前的准备工作,构件的吊装工艺及质量控制,具体内容,结构的安装方案,第二节混凝土结构的安装工程,安装前的准备工作,一、预制构件的制作、运输和堆放,结构安装前的准备工作主要有：,（一）构件的制作和运输,1、制作：,清理场地、铺设道路、敷设水电管线；构件的运输、堆放；拼装与加固；检查、弹线及编号；基础的准备工作。,预制时尽可能采用叠浇法，重叠层数由地基承载能力和施工条件决定。,混凝土结构安装,1）宜选用载重量较大的载重汽车；,2、运输,2）混凝土强度要求是：不应低于砼强度标准值的75%；,3）在运输过程中构件的支承位置和方法，应根据设计的吊（垫）点设置，不应引起超应力和使构件损伤。,4）叠放运输构件之间必须用隔板或垫木隔开。上、下垫木应保持在同一垂直线上。,混凝土结构安装,预制构件的堆放应考虑便于吊升及吊升后的就位，避免二次搬运。,（二）吊装前构件的堆放,堆放方式有两种：屋架的斜向堆放和纵向堆放。,二、预制构件的拼装和加固,构件的拼装分为平拼与立拼两种,1、平拼：将构件平放拼装，拼装后扶直。,适用于小跨度构件,混凝土结构安装,2、立拼：将构件在直立状态进行拼装，减少移动和扶直工序。,适用于侧向刚度较差的大跨度构件。,注：对于一些侧向刚度较差的构件，为防止在拼装、焊接扶直及吊装过程中变形与开裂，要用横杆进行临时加固。,混凝土结构安装,三、预制构件的质量检查,在吊装之前，须对所有构件进行全面检查,1、构件的外观：,构件的型号、数量、外观尺寸、预埋件及预留孔洞位置是否正确。构件表面有无孔洞、蜂窝、麻面、裂缝等缺陷。,2、构件的强度：,无设计要求时，一般柱要达到混凝土强度的75%；大型构件（梁、屋架）应达到100%；预应力混凝土构件孔道灌浆的强度不应底于15MPa。,混凝土结构安装,四、预制构件的弹线与编号,在构件质量全面检查合格后，即在构件上弹出定位线，作为吊装、校正的依据,1、柱：,2、屋架：,在柱身三个面上弹出几何中心线以及在牛腿面和柱顶面上弹出吊车梁和屋架的吊装定位线。,在上弦面应弹出几何中心线以及弹出天窗架、屋面板的吊装定位线。,3、吊车梁：,对吊车梁进行标号并注明方向，以免吊装时搞错。,混凝土结构安装,五、基础准备,基础准备工作的内容包括：,1、杯口弹线：,在杯口顶面弹出纵、横定位轴线，作为柱对位、校正的依据。,2、杯底抄平：,用水泥砂浆或细石混凝土将杯底标高抄平到设计标高。,混凝土结构安装,构件的吊装工艺,吊装构件主要有柱、吊车梁、连系梁、屋架、天窗架、屋面板等。,绑扎,各种构件的吊装工艺为：,吊升,对位,临时固定,校正,最后固定,混凝土结构安装,1、柱的绑扎,一、柱的绑扎和起吊,柱身绑扎点和绑扎位置，要保证柱身在吊装过程中受力合理，不发生变形和裂断。,中、小型柱绑扎一点；重型柱或配筋少而细长的柱绑扎两点甚至两点以上以减少柱的吊装弯矩。,分为斜吊法、直吊法。,绑扎方法：,混凝土结构安装,分旋转法和滑行法。,2、柱的起吊,1）旋转法：,起重机边起钩、边旋转，使柱身绕柱脚旋转而逐渐吊起的方法称为旋转法。其要点是保持柱脚位置不动，并使柱的吊点，柱脚中心和杯口中心三点共圆。,2）滑行法：,起吊时起重机不旋转，只起升吊钩，使柱脚在吊钩上升过程中沿着地面逐渐向吊钩位置滑行，直到柱身直立的方法称为滑行法。其要点是柱的吊点要布置在杯口旁；并与杯口中心两点共圆弧。,混凝土结构安装,1）对平卧叠浇预制的屋架，吊装前先要翻身扶直，然后起吊移至预定地点堆放。,二、屋架的绑扎与吊升,2）扶直时的绑扎点一般设在屋架上弦的节点位置上，最好是起吊、就位时的吊点。,3）屋架的绑扎点与绑扎方式与屋架的形式和跨度有关，其绑扎的位置及吊点的数目一般由设计确定。,4）屋架绑扎时吊索与水平面的夹角不宜小于45。,1、屋架的绑扎,混凝土结构安装,屋架起吊有单机吊装和双机抬吊两种方法：,先将屋架吊离地面50cm左右，使屋架中心对准安装位置中心，然后徐徐升钩，将屋架吊至柱顶以上，再用溜绳旋转屋架使其对准柱顶，以便落钩就位。,双机抬吊时，屋架立于跨中，一台起重机停在前面，另一台起重机停在后面，共同起吊屋架。,2、屋架的吊升,1）单机吊装,2）双机抬吊,混凝土结构安装,3）双机抬吊层架时，应注意下列几点：,A、可使用不同类型的起重机，但必须对两机进行统一指挥，使两者互相配合，动作协调。在整个吊装过程中，两台起重机的吊钩滑车组，都应基本保持垂直状态。,B、起吊时，必须指挥两机升钩将各自钩挂的吊索都拉紧后，方可拆除稳定屋架的支撑。,C、后机行驶道路必须平整坚实，必要时，横排道木或垫路基箱，以保安全。,D、双机抬吊屋架时，如果两机不是同时将屋架吊离地面或落钩向柱顶就位，则两机的实际荷载与理想的荷载分配就有很大的出入。,混凝土结构安装,三、构件的就位与临时固定,1）首先将柱的安装中心线对准杯口的安装中心线；然后将柱四周八只楔子打入以临时固定。,4）当柱底距离基础位置40-100mm时，吊车应缓慢下降，调整柱底与基础两个方向轴线，对准位置后再下降就位。,1、柱的对位,2）钢柱吊装时，首先进行试吊，检查索具和吊车情况后，再进行正式吊装。,3）钢柱吊装时，首先进行试吊，检查索具和吊车情况后，再进行正式吊装。,混凝土结构安装,1）桁架就位关键是使桁架的端头两个方向的轴线与柱顶轴线重合后，应及时进行临时固定。,2、桁架的就位和临时固定,2）由于第一榀桁架侧向稳定性差；它临时固定必须可靠，一般采用四根缆风绳从两边把桁架拉牢。,四、构件的校正与最后固定,1、柱子的校正,包括平面定位轴线、标高和垂直度的校正。,2）标高,1）轴线,3）垂直度的校正,混凝土结构安装,3、柱的最后固定,1）校正完成后应及时固定。在柱底部四周与基础杯口的空隙之间，浇筑细石混凝土，捣固密实。浇筑工作分两次进行。,2）钢柱校正后即将锚固螺栓固定，并灌浆。,2、柱子的临时固定,用木楔进行临时固定,如果柱子较高时，还须采用缆风绳或加支撑等措施加强临时固定。,混凝土结构安装,桁架主要校正垂直偏差。如偏差超出规定数值，则转动屋架校正器上的螺栓进行校正，并在屋架端部支承面垫入薄钢片。,4、桁架的校正与最后固定,校正无误后，立即用电焊焊牢作为最后固定，电焊时应在屋架两端的不同侧同时施焊，以防因焊缝收缩导致屋架倾斜，,混凝土结构安装,结构的安装方案,结构安装工程的施工方案内容包括：,确定吊装方法,选择起重机械,具体内容,确定起重机的开行路线,构件的平面布置,混凝土结构安装,1、分件吊装法,一、结构的吊装方法,起重机开行一次，只吊装一种或几种构件。通常三次开行安装完构件：,第一次吊装柱，并逐一进行校正和最后固定；,分为分件吊装法和综合吊装法。,第二次吊装梁、连续梁及柱间支撑等；,第三次吊装屋架、天窗架和屋面板等；,混凝土结构安装,特点：,1）每次吊装基本上同类构件，可选择不同的起重机械；,2）构件的供应，现场的布置及校正容易组织；,3）起重机开行路线长，停机点多，不能为后续工作提供工作面。,混凝土结构安装,2、综合吊装法,起重机开行一次，以节间为单位安装所有的构件。,特点：,1）起重机开行路线短，停机点少，能为后续工作提供工作面；,2）同时吊装各类构件，索具更换频繁，影响生产率提高；,3）构件供应、平面布置复杂，不利于施工组织。,混凝土结构安装,2、起重机型号的选择,二、起重机的选择,起重机的型号要根据构件的尺寸、重量和安装高度确定。,1）起吊重量,起重机类型的选择根据厂房的结构形式、构件的重量、安装高度、吊装的方法及现有的设备来确定。,起吊重量必须大于或等于所安装构件的重量与索具重量之和。,1、起重机类型的选择,混凝土结构安装,2）起吊高度,起吊高度必须满足吊装构件安装高度的要求。,3）起吊半径,根据现场的实际情况确定起重半径R,根据起重量Q、起吊高度H和起重半径R确定起重机的型号。,混凝土结构安装,起重机的数量根据工程量、工期要求和起重机的台班产量定额来确定。,3、起重机数量的选择,-起重机的台数；,-工期，d；,-每天的工作班数；,-时间利用系数,一般取0.80.9;,-每种构件的安装工程量；,-起重机的产量定额。,混凝土结构安装,三、起重机的开行路线,起重机的开行路线根据厂房的跨度、柱的尺寸、重量及起重机的性能，有跨中和跨边开行两种。,(一)吊装柱时的开行路线,1、跨中开行,2、跨边开行,当（R为起重半径，L为厂房跨度）时采用。,当时采用。,混凝土结构安装,吊装屋架及屋盖结构中其他构件时,起重机均跨中开行.,(二)吊装屋架时的开行路线,混凝土结构安装,1、按旋转法起吊,四、构件的平面布置,(一)柱的平面布置,一般按三点同弧确定其斜向布置的位置；,2、按滑行法起吊,按两点同弧斜向或纵向布置，绑扎点靠近杯口。,混凝土结构安装,1、预制阶段的平面布置,(二)屋架的平面布置,布置方法有斜向布置、正反向布置和正反纵向布置三种。,2、吊装阶段的平面布置,1）屋架的斜向排放,用于重量较大的屋架。,2）屋架的纵向排放,用于重量较小的屋架。,混凝土结构安装,【例6.1】单层工业厂房结构吊装实例某车间为单层、单跨18m的工业厂房，柱距6m，共13个节间，厂房平面图、剖面图如图6.40所示，主要构件尺寸如图6.41所示，车间主要构件一览表见表6.8所示。1.选择吊装方法采用分件吊装法2.起重机的选择及工作参数计算根据厂房基本概况及现有起重设备条件，初步选用W1-100型履带式起重机进行结构吊装。主要构件吊装的参数计算如下：,混凝土结构安装,混凝土结构安装,混凝土结构安装,表6.8车间主要构件一览表,混凝土结构安装,柱子采用一点绑扎斜吊法吊装。柱Z1、Z2要求起重量：Q=Q1+Q2=7.03+0.2=7.23（t）柱Z1、Z2要求起升高度（如图6.42所示）：H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+7.05+2.0=9.35（m）柱Z3要求起重量：Q=Q1+Q2=5.8+0.2=6.0（t）柱Z3要求起升高度：H=h1+h2+h3+h4=0+0.30+11.5+2.0=13.8（m）,混凝土结构安装,（1）柱,屋架要求起重量：Q=Q1+Q2=4.95+0.2=5.15（t）屋架要求起升高度（如图6.43所示）：H=h1+h2+h3+h4=10.8+0.3+1.14+6.0=18.24（m）,（2）屋架,混凝土结构安装,混凝土结构安装,吊装跨中屋面板时，起重量：Q=Q1+Q2=1.3+0.2=1.5（t）起升高度（如图6.44所示）：H=h1+h2+h3+h4=(10.8+2.64)+0.3+0.24+2.5=16.48（m）起重机吊装跨中屋面板时，起重钩需伸过已吊装好的屋架上弦中线f=3m，且起重臂中心线与已安装好的屋架中心线至少保持1m的水平距离，因此，起重机的最小起重臂长度及所需起重仰角为,混凝土结构安装,（3）屋面板,混凝土结构安装,根据计算,选W1-100型履带式起重机吊装屋面板,起重臂长L取23m,起重仰角=55,则实际起重半径为:R=F+Lcos=1.3+23cos55=14.5（m）查W1-100型23m起重臂的性能曲线或性能表知，R=14.5m时,Q=2.3t1.5t,H=17.3m16.48m,所以选择W1-100型23m起重臂符合吊装跨中屋面板的要求.,混凝土结构安装,复核能否满足吊装跨边屋面板的要求。以选取的L=23m,=55.起重臂吊装(A)轴线最边缘一块屋面板时起重臂与(A)轴线的夹角,=34.7,则屋架在(A)轴线处的端部A点与起重杆同屋架在平面图上的交点B之间的距离为:0.75+3tan=0.75+3tan34.7=2.83m。可得f=3/cos=3/cos34.7=3.65m；由屋架的几何尺寸计算出22剖面屋架被截得的高度h屋=2.83tan21.8=1.13m。,混凝土结构安装,根据得g=2.4m。因为g=2.4m1m，所以满足吊装最边缘一块屋面板的要求。也可以用作图法复核选择W1-100型履带式起重机，取L=23m，=55时能否满足吊装最边缘一块屋面板的要求。根据以上各种吊装工作参数的计算，从W1-100型L=23m履带式起重机性能曲线表并列表6.9可以看出,所选起重机可以满足所有构件的吊装要求。,混凝土结构安装,表6.9车间主要构件吊装参数,混凝土结构安装,3.起重机的开行路线与现场预制构件的平面布置（1）(A)列柱预制在场地平整及杯形基础浇筑后即可进行柱子预制。根据现场情况及起重半径R,先确定起重机开行路线,吊装(A)列柱时,跨内、跨边开行,起重机开行路线距(A)轴线距离为4.8m;以各杯口中心为圆心,以R=6.5m为半径画弧与开行线路相交,交点为吊装各柱的停机点.再以各停机点为圆心,以R=6.5m为半径画弧,该弧均通过各杯口中心,并在杯口附近的圆弧上定出一点作为柱脚中心,然后以柱脚中心为圆心,以柱脚至绑扎点的距离7.05m为半径作弧与以停机点为圆心,以R=6.5m为半径的圆弧相交,此交点即柱的绑扎点。根据圆弧上的两点(柱脚中心及绑扎点)作出柱子的中心线,并根据柱子尺寸确定出柱的预制位置，如图6.45（a）所示。,混凝土结构安装,混凝土结构安装,（2）(B)列柱预制根据施工现场情况确定(B)列柱跨外预制,由(B)轴线与起重机的开行路线的距离为4.2m,定出起重机吊装(B)列柱的开行路线,然后按上述同样的方法确定停机点及柱子的布置位置。如图6.45